動物研究：熟睡中的章魚可能會做短暫的夢


圖片來源：Pixabay
幾年前，有鏡頭記錄到一隻名叫Heidi的章魚在睡覺時變換顏色：它從幽靈白飛快變到黃色，然後是深紅色，最後變成斑駁的綠色。
這段視頻在網上瘋傳。數百萬人立刻被睡夢中的Heidi所吸引，因為視頻的畫外音推測它正在做一個很真實的夢——夢見自己正在捕食，吃螃蟹，就像一隻打盹的狗在追趕“夢中的兔子”。
Heidi真的在捕食“夢中蟹”嗎？或許它隻是經曆了一次能改變她皮膚細胞顏色的肌肉抽搐？視頻片段隻是謎團的一部分。我們需要深入了解章魚的睡眠模式，才能明白是什麽導致了睡眠中五顏六色的Heidi。
現在，謎團的第二部分已經解開。最新研究發現，章魚在打盹時的顏色變化是安靜睡眠狀態和活躍睡眠狀態交替的產物。
與章魚同眠
安靜睡眠狀態時，章魚一動不動，它們皮膚蒼白，眼睛眯成一條縫。而活躍睡眠狀態則截然不同，它們皮膚的顏色和質地都在發生變化，眼睛閃爍不定，觸手上的吸盤收縮，身體肌肉抽搐。
章魚神經學家和該研究負責人Sylvia Medeiros在巴西北部的熱帶水域捕獲了四隻野生章魚（Octopus insularis，巴西沿海發現的一種章魚）。她把它們運到了她在納塔爾的北裏奧格蘭德聯邦大學的實驗室裏。她在那裏觀察它們打盹兒。
在睡眠時，章魚大多時間都保持安靜睡眠狀態，期間穿插著短暫的活躍睡眠狀態。活躍睡眠狀態一般會跟在長時間（通常超過6分鍾）的安靜睡眠之後，這兩種睡眠狀態會以30-40分鍾為間隔周期性重複。
為了確認活躍狀態時它們是否真的在睡覺，Medeiros和同事們用不同的刺激測試測量了打盹章魚的喚醒閾值。例如，他們在屏幕上播放一隻遊動的活螃蟹，或者用橡膠錘敲擊水族箱的外壁，讓水產生振動。這些測試的結果表明，章魚確實是在睡覺，和處於警覺狀態時相比它們幾乎沒有什麽反應。


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動物的睡眠
斯坦福大學神經生物學家Philippe Mourrain表示，沒有證據表明有一個物種是不需要睡覺的。但是人們之前一直認為隻有哺乳動物和鳥類才會表現出明顯的睡眠狀態。
越來越多的證據表明，除了鳥類和哺乳動物，爬行動物、魚類、烏賊（章魚的近親）以及現在的章魚都表現出了明顯的睡眠狀態。重要的是，它們的睡眠狀態與人類的相似。
在快速眼動睡眠(REM)期間，人的眼球快速轉動，心率增加，呼吸變得不規律。非快速眼動期的睡眠較深，夢境較少。
遠親動物間存在相似睡眠模式，這個發現可能會為睡眠的起源提供線索，也可以幫助我們更好地理解睡眠的生物學功能，這是神經科學家之間廣泛爭論的話題。
哺乳動物為何需要睡眠，尤其是快速眼動睡眠，一個流行的理論是睡眠有助於它們控製體溫。另一個流行的理論是，它能夠幫助維持記憶，是高智力和大腦活動的結果。在爬行動物、魚類和頭足類等非溫血動物身上發現類似快速眼動睡眠的模式，使人們對第一個理論產生了懷疑，因為這些動物並不會通過體內的機製調節體溫。
盡管章魚和脊椎動物（包括人類）的睡眠狀態相似，但它們的睡眠模式不太可能是由一個共同祖先建立的。5.5億年前，章魚和它們的頭足類近親從脊椎動物譜係中分離出來。它們的共同祖先很像扁蟲，神經係統非常簡單。
可能性更大的是，這兩種相似的睡眠模式是在這兩種動物群體中獨立進化而來的，這一過程被稱為趨同進化。在趨同進化過程中，動物會進化出相似的特征，以應對環境中相似的壓力。但問題仍然存在，是什麽驅使章魚表現出了明顯的睡眠狀態?


圖片來源：Pixabay
做個小夢
對人類來說，生動的夢境出現在快速眼動睡眠期間。章魚在活躍睡眠狀態下表現出的特征表明，這些大腦較大的軟體動物可能經曆了與做夢類似的現象。但與人類的快速眼動睡眠不同，章魚的活躍睡眠時間很短，隻能持續幾秒到一分鍾不等。
因此，章魚的夢可能不太像我們的夢一樣有複雜的情節。相反，它們的夢會像Instagram的視頻故事或GIF一樣非常短暫。
哈佛醫學院的一項研究顯示，做夢會促進人類學習，因為它幫助大腦將新信息和過去的經曆聯係起來。但做夢能幫助章魚更好地記住它們學到的東西嗎?
這個想法很吸引人，章魚是複雜的學習者，所以做夢或許能幫助它們優化自己的學習能力。但現階段這隻是猜測，章魚是否真的會做夢還未可知，因為它們不能用語言給我們講述它們的夢。
但在科學中沒有不可能。人類做夢時會激活大腦的部分區域，而新技術正在幫助神經學家精確定位這些區域。通過監測誌願者睡眠時的腦電波，研究人員可以識別做夢時大腦產生的特殊信號。也許這種技術可以用來監測正在打盹的章魚的大腦。樹立遠大夢想總是很重要的。
撰文：Alexandra Schnell，劍橋大學達爾文學院行為生態學研究員。
翻譯：張乃欣
審校：曾小歡
引進來源：theconversation


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